Altaveu amb dos CD

• Dos CD o DVD que no utilitzem.
  
• Un imant de neodimi de tipus cilindre (diàmetre entre 10 mm i 15 mm).
  
• Fil de coure esmaltat de 0,2 mm de diàmetre.
• Cola per a plàstic (tipus Loctite o similar) .
• Multímetre per poder verificar les connexions .
• Soldador d’estany.

El soldador d’estany i el multímetre són eines comunes que podem trobar en qualsevol aula de Tecnologia d’ESO.
El fil de coure esmaltat el podem aconseguir desmuntant la bobina d’un motor elèctric espatllat o el podem adquirir en botigues d’electrònica o similars.
Un altre element que cal buscar és l’imant de neodimi (entre 10 mm i 15 mm de diàmetre i uns 5 mm d’altura aproximadament). Hi ha moltes ferreteries o magatzems industrials que disposen d’aquest tipus d’imants i, molt sovint, en podem trobar al laboratori de Física, sobretot tenint en compte el gran nombre d’experiments que podem fer amb aquests elements. Si tenim dificultats per trobar-lo, també el podem adquirir per Internet en diferents botigues virtuals.
Si el diàmetre de l’imant és igual o més petit que el forat central del CD, ens en dificultarà la subjecció, però aleshores podem experimentar introduint-lo en el CD per un costat o per un altre i fins i tot el podem ficar dins la bobina de l’altre CD, de manera que en cada situació podem veure com sona l’altaveu.

Principi de funcionament

Per aconseguir emetre un so, hem d’aconseguir propagar en l’aire una vibració que estigui dins de la zona auditiva, és a dir, entre els 20 Hz i els 20 kHz. En el nostre cas, per emetre el so de manera senzilla farem vibrar un dels CD de l’experiment.
Per aconseguir aquesta vibració mecànica aprofitarem la interacció entre el camp magnètic de l’imant de neodimi i el camp magnètic generat per la bobina que construirem.

Recordem que una bobina, amb un determinat nombre de voltes, és en realitat un electroimant i que en fer-hi circular un corrent elèctric crea un camp magnètic. La polaritat del camp magnètic obtingut depèn del sentit del corrent que fem circular per la bobina.
Si fixem l’imant sobre una superfície (en el nostre cas, un CD) i apropem moltísim la bobina a l’imant mentre hi fem circular un corrent altern, aleshores notarem unes petites vibracions proporcionals a les variacions del corrent altern. Aquestes vibracions són degudes al fet que durant un semicicle hi ha una força d’atracció entre la bobina i l'imant i durant l’altre semicicle, a causa del canvi de polaritat, la força és de repulsió.
Finalment hem d’aprofitar aquestes vibracions de la bobina perquè es propaguin per l’aire fins a arribar a la nostra oïda. L’amplificació d’aquestes vibracions l’aconseguim amb el segon CD, que haurem fixat a la bobina.

I el corrent altern com l’aconseguim?

De fet qualsevol senyal de sortida d’altaveu ens servirà, és a dir, haurem de substituir un altaveu normal pel nostre. Uns altaveus que podem aconseguir fàcilment són els altaveus de sobretaula d’un ordinador. També podem utilitzar la sortida d’auriculars d’un aparell MP3 o similar, tot i que la seva potència és molt petita i quasi no sentirem el nostre altaveu.
Nota: cal tenir cura que a la bobina no tinguem cap curtcircuit, perquè llavors podríem malmetre la font sonora utilitzada.
Aclariment: el nostre curiós altaveu és un simple prototip experimental i el seu rendiment no és gaire elevat, és a dir, si el comparem amb un altre altaveu comercial comprovarem que el so és més fluix, ja que la mecànica utilitzada no és l’òptima per obtenir un so espectacular. De fet, el que pretenem és fer un enginy singular i fet amb les nostres mans.

Construcció de l’altaveu

1. Fixem l’imant (figura 2)
L’hem adherir a la part central (forat central) d’un dels CD, procurant que ens quedi al mateix nivell en una de les cares del CD.
Aquest CD serà la part fixa del nostre altaveu.

2. Construcció de la bobina (figures 3, 4 i 5)
És la part més entretinguda i delicada d’aquest projecte.
Perquè la bobina ens quedi més o menys digna, cal fer servir un cilindre com a suport. Podem utilitzar un tap de suro d’una ampolla de vi, per exemple. Hem d’enrotllar-hi unes 60 espires tan compactes com sigui possible.

Tallem els extrems de cada fil de la bobina i en deixem un molt més llarg que l’altre, amb uns 40 cm.
Ara, amb paciència, extraiem la bobina del suport cilíndric, intentant que no s’emboliquin les espires.
El fil més llarg l’hem d’aprofitar per caragolar-lo al voltant de la bobina, de manera que ens quedarà una mena de “toroide”, tot més compacte.

3. Enganxem la bobina (figura 6)
Ara, enganxem la bobina a una de les cares del CD. No cal dir que l’hem de ficar al màxim de centrada possible respecte del forat del CD.

4. Preparem els contactes (figures 7 i 8)
El fil de coure esmaltat porta una fina capa de vernís que té la funció d’aïllant per evitar que les espires de la bobina facin un curtcircuit entre si.
Per extreure aquest vernís, podem rascar amb cura el fil amb un cúter o també amb paper de vidre de gra fi.
A mesura que anem aconseguint extreure la capa protectora de vernís, veurem com el color del coure canvia de tonalitat.
Estanyem amb el soldador les puntes que prèviament hem rascat.

5. Verifiquem
Quan tenim les dues puntes estanyades, hem de verificar amb el multímetre el valor de la resistència elèctrica de la bobina, que ha de donar un valor aproximat de .

6. La font del so (figura 9)
Podem utilitzar uns altaveus d’ordinador de sobretaula com a generador del senyal elèctric sonor.
Obrim la capsa i ràpidament localitzarem el cables vermell i negre que van connectats a l’altaveu.
Els desconnectem de l’altaveu interior per connectar-los al nostre altaveu.

7. Connectem (figura 10)
Tal com indica la imatge 10, connectem els dos fils al prototip d’altaveu construït.

8. I finalment... (figura 11)
Posem els dos CD cara a cara, engeguem l’aparell (perquè soni la música) i ja podem gaudir del nostre giny.
Podeu experimentar com en apropar o separar els CD varia considerablement la intensitat del so. Evidentment, buscarem l’explicació plegats.